微球与微囊(3h)..

六、微囊的制备
Preparations of microcapsules
1．单凝聚法 simple coacervation
• 在高分子囊材（如明胶）溶液中加入凝聚剂以降低 高分子材料的溶解度而凝聚成囊的方法。
原理 • 将药物分散在明胶材料溶液中，后加入凝聚剂（强 亲水性电解质硫酸纳溶液或乙醇等），由于明胶分 子水合膜的水分子与凝聚剂结合，使明胶的溶解度 降低，分子间形成氢键，最后从溶液中析出而凝聚 形成囊。
六、微囊的制备
Preparations of microcapsules
这种凝聚是可逆的，一旦解除促进凝聚的条件，如 加水稀释等，可使凝聚囊很快消失。 • 采取措施：加以交联固化如加甲醛使之固化。 • 影响成囊的因素： 成囊材料 浓度
凝聚剂的种类
pH值 增塑剂的种类
六、微囊的制备
Preparations of microcapsules
• 随后有多种 LHRH 类似物缓释微球注射剂上市，如 布舍瑞林(buserelin)等。
2．疫苗微球
• 传统的免疫手段系疫苗初次注射后，在一定时间内， 需再进行多次加强注射, 使人体获得尽可能高的抗 体水平,发挥可靠的免疫作用。 • 用微囊化技术将疫苗及其免疫佐剂包裹在可生物降 解的聚合物中, 一次注射后, 抗原在体内连续释放数 周甚至数月，相当于疫苗多次注射的脉冲模式释药。 • 此种一次性注射疫苗，对临床免疫是一种有巨大实 用意义。第一个被WHO批准的一次性注射用疫苗 是破伤风类毒素微球注射剂。
Materials for encapsulation 3．常用的囊材 可分为三类
（1）天然高分子囊材 最常用的囊材，无毒、稳定、成膜性好
明胶 gelatin：平均分子量1.5-2.5万的混合物。
• 酸水解的明胶为A型明胶（等电点7-9），碱水解的 明胶为B型（等电点4.7-5）。 • 成囊性无明显差别。明胶可生物降解，几乎无抗原 性。常用量20-100g/L。
0.3 ml 半乳糖苷酶
匀浆1min 2000 rpm,得初乳
30 ml聚乙烯醇(PVA,1% w/v)
匀浆1min 2000 rpm,得复乳
蒸发，离心，沉淀为微球
半乳糖苷酶PLA微球的扫描电镜图谱
六、微囊的制备
Preparations of microcapsules
物理化学法 物理机械法 化学法 （一）物理化学法 • 本法微囊化在液相中进行，囊心物与囊材在一定 条件下形成新相析出，故又称为相分离凝聚法 （phase separation coacervation）。其微囊化步骤 大体上可分为4步: 1. 囊心物的分散 2. 囊材的加入 3. 囊材的沉积 4. 囊材的固化
四、微ห้องสมุดไป่ตู้/囊化材料
Materials for encapsulation
海藻酸盐Alginate • 多糖类化合物，常用稀碱从褐藻中提取而得。 • 海藻酸钠可溶于水，不溶于乙醇、乙醚及有机溶剂， 常用量10g/L。 • 不宜热压灭菌，30分钟可促使海藻酸盐断键；膜过 滤除菌其粘度和分子量都不变。
白蛋白Albumin
• 人或动物血液中分离提取而得。变性后无抗原性， 是一种较理想的微囊化载体材料。
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation
（2）半合成高分子囊材 纤维素衍生物，毒性少、 黏度大、成盐后溶解度增大。 羧甲基纤维素钠 • CMC-Na属阴离子型的高分子电解质，常与明胶配 合作为复合囊材，一般配成1-5g/LCMC-Na和30g/L 明胶，再按2：1混合。 醋酸纤维素酞酸酯 • 醋酸纤维素酞酸酯（CAP）在强酸中不溶解，可 溶于pH6以上的水溶液。可单独作为囊材，一般用 30g/L，也可与明胶合用。
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation
乙基纤维素 Ethyl cellulose • 乙基纤维素的化学稳定性高，适用于多种药物的微 囊化，不溶于水、甘油和丙二醇，可溶于乙醇，遇 强酸易水解，故对强酸性药物不适宜。 甲基纤维素Methyl cellulose • 用于微囊作成球材料的用量为10-30g/L，亦可与明胶、 羧甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等配合作复合 成球材料。 羟丙甲纤维素Hydroxylmethyl cellulose • 能溶于冷水成为粘性胶体溶液，长期贮存稳定性高， 有表面活性。
二、载药微粒的作用
4．降低刺激性
• 载药微粒可掩盖药物的不良气味及口味，防止药物 在胃内失活或减少对胃的刺激性。
5．提高药物的稳定性 • 载药微粒可提高易氧化的胡萝卜素、对水敏感的阿 司匹林、易挥发的挥发油类等药物的稳定性。
• 微球的缺点：载药量有限，不能定位于所有病变区。
三、研究进展
药物微球（囊）化的进展可分为几个阶段
五、微球的制备
Preparation of microspheres 1. 加热固化法
• 系将药物与25％白蛋白水溶液混合，加到含适量 乳化剂的棉子油中，制成W/O型初乳。
• 另取适量油加热至100-130 º C，也可根据药物性 质与释放速度要求不同，加热至160-180 º C，在 搅拌下将上述初乳加入到热油中，继续搅拌20min， 使白蛋白乳滴固化载体，洗去附着的油，干燥后 即得。
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation
2．囊材 对囊材的一般要求是： （1）性质稳定；
（2）有适宜的释放速率；
（3）无毒、无刺激性；
（4）能与主药配伍，不影响药物的含量测定；
（5）有一定的强度及可塑性； （6）具有符合要求的黏度、渗透性、溶解性。
四、微球/囊化材料
五、微球的制备
Preparation of microspheres 3. 液中干燥法
从乳浊液中除去分散相挥发性溶剂制备 微球的方法称为液中干燥法。
例 半乳糖苷酶PLA微球
PLA
β-Galactosidase
二氯甲烷:醋酸乙酯 (2:1 v/v)
半乳糖苷酶溶液(2 mg/ml)
3ml 3% PLA
微球与微囊
Microspheres and microcapsules
吕万良 教授 北京大学药学院药剂系 Tel: 82802683 Email: luwl@
一、定义 definitions
• 微球 (microspheres) 是指药物被溶解、分散或被吸 附在药物载体材料如高分子聚合物中而形成的骨 架型(matrix type)球形微粒。 • 微囊 (microcapsules) 是将固体药物或液体药物作囊 心物包裹而形成的药库型 (reservoir type)球形微粒。
• 700种药物处于早期研究阶段 (研究与临床前 ) ， 200 种以上药物已进入最后批准阶段 (Ⅲ 期临床与 FDA评估) 。 • 长效、缓释微球注射剂很有应用前景，生物技术药 物的基本剂型是冻干粉针剂。
1．长效多肽微球
• 采用生物可降解聚合物，特别是乳酸—羟基乙酸 共聚物(PLGA)为骨架材料, 包裹多肽、蛋白质药 物制成可注射缓释微球剂。 • 在诸多多肽缓释注射剂中, 黄体激素释放激素 (luteinizing hormone releasing hormone,LHRH)类似 物微球是研究最为成功的品种。 • LHRH类似物为 10个氨基酸组成的小肽, 它由前下 丘脑分泌后迅速转运至腺垂体, 调节促性激素 (GTH)的合成与分泌, 再调节性器官的生长发育。
通称为微粒(microparticles) 粒径大小一般在1-300m，更大者可达800m。
二、载药微粒的作用
1．靶向性 • 经过特殊方法制备的微粒，在体内特异性分布，提 高药物在治疗部位的有效浓度，更好地发挥药效。 2．缓释与控释作用 • 缓释和控释微粒可减少给药次数大，可用于长效治 疗的目的，降低血药浓度峰谷波动观象及其所造成 的副作用。 3．栓塞作用 • 栓塞性微粒直接经动脉管导入，阻塞在肿瘤血管， 断绝肿瘤组织养份和抑杀肿癌细胞，为双重抗肿瘤 药剂。
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation
（3）合成高分子囊材
• 聚氨基酸、聚乳酸(PLA)、聚丙烯酸树脂、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚氰基丙烯酸 烷酯、乙交酯丙交酯共聚物、聚乳酸-聚乙二醇嵌 段共聚物(PLA-PEG)、 羧甲基葡聚糖等。
• 可生物降解合成材料得到广泛的应用，其特点是 无毒、成膜及成球性好、化学稳定性高，可用于 注射。
• 第一代产品：20世纪70年代，粒径为5µ m-2mm的 微囊，口服或皮下植入
• 第二代产品：20世纪80年代，如1-10µ m的微粒。 通过非胃肠道给药时，被器官或组织摄取后能显 著延长药效、降低毒性、提高活性和生物利用度
• 第三代产品：将微粒导入到体内特定靶部位而发 挥药效
三、研究进展
• 多肽、蛋白质类，已有 35种重要治疗药物上市。 • 重点： DNA 重组技术多肽、蛋白、酶、激素、疫 苗、细胞生长因子及单克隆抗体药物。
2．疫苗微球
两类用PLGA将破伤风类毒素注射剂微球 • 一类囊材为 50：50的PLGA , 微球直径较小 (1-15 µm )，含较高量破伤风类毒素 (142 ng/mg), 易为巨 噬细胞吞噬； • 另一类采用 75：25的PLGA制成直径 10-60 µ m的 微球，内含较低量破伤风类毒素Ｔ(3 ng/mg) ，在 微球注射后的速释部分疫苗快速释放, 第二释放相 发生在注射后 3-11周（脉冲释药模式）。
五、微球的制备
Preparation of microspheres
2. 交联剂固化法
• 将药物分散于载体材料材料的溶液中，加入交联 剂固化成凝胶状，再搅拌分散成微球分散系。 例 甲基炔诺酮微球
• 将药物分散到冷至0-4º C血清白蛋白磷酸缓冲液 中(pH 7.5)，加入定量的戊二醛进行交联，以使 蛋白凝聚，然后，将此白蛋白溶液分散于搅拌中 的有机溶液中，形成微球，以含有Span-80的石 油醚溶液洗涤，真空干燥，即得甲基炔诺酮微球。
五、微球的制备
Preparation of microspheres
1. 加热固化法
2. 交联剂固化法
3. 液中干燥法
4. 照射聚合法
• 制备过程中往往先用乳化法把药物分散成 W/O 或 O/W小乳滴，再使乳滴固化形成微球
• 可将药物先分散于载体材料中，再制备成微球， 也可先制备多孔性空白微球，再加入药物溶液使 药物包封进入空白微球
• 囊心物（core materials）提高微囊化质量而加入附 加剂，如稳定剂、稀释剂以及控制释放速率的阻滞 剂、促进剂、改善囊膜可塑性的增塑剂等。 • 囊心物可以是固体、也可以是液体。
• 通常将主药与附加剂混匀后微囊化，亦可先将主药 单独微囊化，再加附加剂；若有多种主药，可将其 混匀再微囊化，亦可分别微囊化后再混合。
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation
阿拉伯胶Arabica acacia • 系由糖苷酸及阿拉伯酸的钾、钙、镁盐所组成。 • 一般常与明胶等量配合使用，作囊材的用量20-100 g/L，也可与白蛋白配合作复合材料。 壳多糖 Chitosan • 由甲壳素脱乙酰化制得的一种天然聚阳离子多糖。 • 可溶于酸或酸性溶液，无毒、无抗原，在体内能被 溶酶菌等酶解，具有优良的生物降解性和成膜性， 在体内可溶涨成水凝胶。
3．壳聚糖微球
壳聚糖具有较好的生物相容性, 分解产物无毒 性, 有促进伤口愈合、凝血作用、直接抑制肿 瘤细胞等，具有代表性的壳聚糖微球：
1. 抗肿瘤药：顺铂、米托蒽醌等 2. 解热、镇痛和抗炎药：酮洛芬、地塞米松等 3. 生化药：白喉类毒素等
四、微球/囊化材料
Materials for encapsulation 1．囊心物
1．长效多肽微球
• 曲普瑞林 (triptorelin)是LHRH类似物之一, 其PLGA 微球由法国Ipsen公司开发, 1986年上市, 可缓释 1个 月, 是第一个多肽微球产品。 • 亮丙瑞林 (leuprorelin) 是 LHRH 类似物 , 生物活性为 LHRH 15倍。其缓释 1个月的微球注射剂由日本武 田化学制药公司开发，于 1 989年进入美国市场。